化工废气污染来源特点及废气处理技术

1.化工废气概述及来源

化工废气是指在化工生产中由化工厂排出的有毒有害的气体，分为有机废气和无机废气。化工废气污染种类很多，物理和化学性质很复杂，毒性也不一样；这些废气的异味对人体有着很大的危害，不仅对周围环境造成很大污染，还会对化工厂员工以及周围居民身体健康造成伤害。

1.1 化工废气成分

不同化工生产行业产生的化工废气成分差别很大。如氯碱行业产生的废气中主要含有氯气、氯化氢、氯乙烯、汞、乙炔等，氮肥行业产生的废气中主要含有氮氧化物、尿素粉尘、一氧化碳、氨气、二氧化硫、甲烷等。

1.2 化工废气分类

按照污染物存在的形态，化工废气可分为颗粒污染物和气态污染物，颗粒污染物包括尘粒、粉尘、烟尘、雾尘、煤尘等；气态污染物包括含硫化合物、含氯化合物、碳氧化合物、碳氢化合物、卤氧化合物等。

按照与污染源的关系可分为一次污染物和二次污染物。从化工厂污染源直接排出的原始物质，进入大气后性质没有发生变化，称为一次污染物；若一次污染物与大气中原有成分发生化学反应，形成与原污染物性质不同的新污染物，称为二次污染物。

1.3 化工废气特点

（1）易燃、易爆气体较多。如低沸点的酮、醛、易聚合的不饱和烃等，大量易燃、易爆气体如不采取适当措施，容易引起火灾、爆炸事故，危害极大。

（2）排放物大多都有刺激性或腐蚀性。如二氧化硫、氮氧化物、氯气、氟化氢等气体都有刺激性或腐蚀性，尤其以二氧化硫排放量最大，二氧化硫气体直接损害人体健康，腐蚀金属、建筑物和雕塑的表面，还易氧化成硫酸盐降落到地面，污染土壤、森林、河流、湖泊。

（3）废气中浮游粒子种类多、危害大。化工生产排除的浮游粒子包括粉尘、烟气、酸雾等，种类繁多，对环境的危害较大。特别当浮游粒子与有害气体同时存在时能产生协同作用，对人的危害更为严重。

2.化工废气处理技术

化工废气处理技术有很多种，常见处理方法主要有活性炭吸附技术、低温等离子技术、生物处理技术、燃烧技术、UV光解净化技术等。

（1）活性炭吸附技术

活性炭吸附法是一种常见的废气处理方法。吸附法利用多孔性的活性炭、硅澡土、无烟煤等，将恶臭气体分子吸附到其表面，从而净化废气。

活性炭净化率高（活性炭吸附可达到95%以上），实用遍及，操纵简单，投资低。在吸附饱和以后需要更换新的活性炭，更换活性炭需要费用，替换下来的饱和以后的活性炭也是需要找专业人员进行危废处理，运行费用高。

（2）低温等离子技术

低温等离子技术主要原理是在较高的电场强度下，利用介质放电产生的等离子体以极快的速度反复轰击废气中的气体分子，去激活、电离和裂解废气中的各种成分，破坏废气分子的结构。通过氧化等一系列复杂的化学反应，使复杂大分子污染物转变为一些小分子的化合物质，如CO2、H2O;或使有毒有害物质转变为无毒无害或低毒低害物质。

低温等离子法适用范围广，净化效率高，尤其适用于其它方法难以处理的多组分恶臭气体。电子能量高，几乎可以和所有的恶臭气体分子作用。但是一次性投资较高、在处理含有易燃易爆气体存在安全隐患。

（3）生物处理技术

生物处理技术最早是应用于废气脱臭，而随着废气治理技术研究的不断深入，该技术逐步被应用于挥发性有机污染物的治理领域。 生物处理技术的原理是将化工企业中产生废气流经带有液体吸收剂的吸收装置，该装置中培养有特种微生物，该种微生物可将废气分解代谢，从而达到废气治理的目的。

生物处理技术按照工艺科分为生物洗涤技术、生物过滤技术和生物滴滤技术等，其对应的处理装置分别为生物洗涤塔、生物过滤池和生物滴滤塔等。

（4）燃烧技术

燃烧技术只在挥发性有机物在高温及空气充足的条件下进行完全燃烧，分解为CO2和H2O。燃烧技术适用于各类有机废气，可以分为直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧。

排放浓度大于5000mg/m³ 的高浓度废气一般采用直接燃烧法，该方法将VOCs废气作为燃料进行燃烧，燃烧温度一般控制在1100℃，处理效率高，可以达到95％一99％。

热力燃烧技术适合于处理浓度在1000—5000 mg/m³ 的废气，采用热力燃烧技术，废气中VOCs浓度较低，需要借助其他燃料或助燃气体，热力燃烧所需的温度较直接燃烧低，大约为540—820℃。燃烧法处理VOCs废气处理效率高，但VOCs废气若含有S、N等元素，燃烧后产生的废气直接外排会导致二次污染。

通过热力燃烧技术或者催化燃烧技术处理有机废气，其净化率是比较高的，但是其投资运营成本极高。因废气排放的点多且分散，很难实现集中收集。燃烧装置需要多套且需要很大的占地面积。热力燃烧技术比较适合24小时连续不断运行且浓度较高而稳定的废气工况，不适合间断性的生产产线工况。催化燃烧的投资和运营费用相对热力燃烧较低，但净化效率也相对较低一些；但贵金属催化剂容易因为废气中的杂质（如硫化物）等造成中毒失效，而更换催化剂的费用很高；同时对废气进气条件的控制非常严格，否则会造成催化燃烧室堵塞而引起安全事故。

（5）UV光解净化技术

UV光解废气净化技术是指利用高能UV紫外线光照射恶臭废气或有机废气，同时UV紫外线光分解空气中的氧分子产生游离氧（即活性氧），因游离氧所携带正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧。UV+O2→O-+O*(活性氧)O+O2→O3(臭氧)，臭氧具有很强的氧化性，通过臭氧对有机废气、恶臭气体进行协同光解氧化作用，使有机废气、恶臭气体物质降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳。

UV光解净化技术具有高效处理效率，可达到95%以上；适应性强，可适应中低浓度，大气量，不同有机废气以及恶臭气体物质的净化处理；产品性能稳定，运行稳定可靠，每天可24小时连续工作；运行成本低本，设备耗能低，无需专人管理与维护，只需作定期检查。UV光解技术因采用光解原理，模块采取隔爆处理，消除了安全隐患，防火、防爆、防腐蚀性能高，设备性能安全稳定，特别适用于采油(气)田、石油化工、制药等防爆要求高的行业废气净化处理。